传动系统设计.pptx

.1.1 传动系统的类型和组成传动系统的类型和组成一、传动系统的类型及其应用一、传动系统的类型及其应用二、传动系统的组成二、传动系统的组成第1页/共98页传动系统的作用传动系统的作用（1 1）把动力机械输出的速度降低或增高，以适应执行）把动力机械输出的速度降低或增高，以适应执行机构的需要；机构的需要；（2 2）实现变速传动以满足执行机构的经常变速要求；）实现变速传动以满足执行机构的经常变速要求；（3 3）把动力机输出的扭矩变换为执行机构所需的扭矩）把动力机输出的扭矩变换为执行机构所需的扭矩 或力。或力。（4 4）把动力机输出的等速运动转变为执行机构所要求）把动力机输出的等速运动转变为执行机构所要求 的、其速度按某种规律变化的运动。的、其速度按某种规律变化的运动。（5 5）实现由一个或多个动力机驱动若干个相同或不同）实现由一个或多个动力机驱动若干个相同或不同 速度的执行机构。速度的执行机构。（6 6）联接动力机和执行机构。）联接动力机和执行机构。一、传动系统的类型及其应用一、传动系统的类型及其应用第2页/共98页传动系统的类型传动系统的类型按传动比能否变化分按传动比能否变化分固定传动比传动系统固定传动比传动系统按动力机驱动执行机构的数目分按动力机驱动执行机构的数目分独立驱动传动系统独立驱动传动系统集中驱动传动系统集中驱动传动系统联合驱动传动系统联合驱动传动系统变速传动系统变速传动系统有级变速传动有级变速传动无级变速传动无级变速传动一、传动系统的类型及其应用一、传动系统的类型及其应用第3页/共98页固定传动比的传动系统固定传动比的传动系统第4页/共98页两级同轴式两级同轴式两级分流式两级分流式三级展开式三级展开式三级分流式三级分流式单级圆锥齿轮单级圆锥齿轮圆锥圆锥圆柱齿轮圆柱齿轮圆锥圆锥两级圆柱齿轮两级圆柱齿轮两级展开式两级展开式单级圆柱齿轮单级圆柱齿轮固定传动比的传动系统固定传动比的传动系统第5页/共98页蜗杆下置式蜗杆下置式蜗杆上置式蜗杆上置式蜗杆侧置式蜗杆侧置式少齿差行星齿轮减速器少齿差行星齿轮减速器摆线针轮行星减速器摆线针轮行星减速器谐波齿轮减速器谐波齿轮减速器固定传动比的传动系统固定传动比的传动系统第6页/共98页有级变速有级变速传动系统传动系统滑移齿轮传动系统滑移齿轮传动系统第7页/共98页有级变速有级变速传动系统传动系统塔轮变速传动塔轮变速传动离合器变速传动离合器变速传动第8页/共98页无级变速传动系统无级变速传动系统（1 1）机械无级调速器）机械无级调速器（2 2）液压无级调速装置）液压无级调速装置（3 3）电气无级调速装置）电气无级调速装置第9页/共98页机械无级调速器机械无级调速器滚轮双圆锥式滚轮双圆锥式双球面圆锥式双球面圆锥式棱锥行星式棱锥行星式挠性件式挠性件式宽宽V V带式带式第10页/共98页.1.1 传动系统的类型和组成传动系统的类型和组成一、传动系统的类型及其应用一、传动系统的类型及其应用二、传动系统的组成二、传动系统的组成第11页/共98页变速装置变速装置起停和换向装置起停和换向装置制动装置制动装置安全保护装置安全保护装置二、传动系统的组成二、传动系统的组成第12页/共98页交换齿轮变速交换齿轮变速变速装置变速装置交换齿轮交换齿轮特点：特点：结构简单，不需结构简单，不需要变速操纵机构、轴向要变速操纵机构、轴向尺寸小，变速箱的结构尺寸小，变速箱的结构紧凑，与滑移齿轮相比，紧凑，与滑移齿轮相比，实现同样的变速级数所实现同样的变速级数所用的齿轮数量少。但更用的齿轮数量少。但更换齿轮费时费力，交换换齿轮费时费力，交换齿轮又是悬臂安装，刚齿轮又是悬臂安装，刚性和润滑条件较差。因性和润滑条件较差。因此，只适用于不需要经此，只适用于不需要经常变速的机械。常变速的机械。第13页/共98页变速装置变速装置滑移齿轮变速滑移齿轮变速特点：特点：能传递较大转能传递较大转矩和较高转速，变速矩和较高转速，变速方便，通过串联变速方便，通过串联变速组可实现增多变速级组可实现增多变速级数的目的，没有常啮数的目的，没有常啮合的空转齿轮，因而合的空转齿轮，因而空载功能损失较小。空载功能损失较小。但滑移齿轮不能在运但滑移齿轮不能在运动中变速，为便于滑动中变速，为便于滑移啮合，多用圆柱齿移啮合，多用圆柱齿轮传动，因而传动的轮传动，因而传动的平衡性不如斜齿圆柱平衡性不如斜齿圆柱齿轮传动。齿轮传动。第14页/共98页变速装置变速装置离合器变速机构离合器变速机构 当变速机构为斜齿或人字齿圆柱齿轮传动时，当变速机构为斜齿或人字齿圆柱齿轮传动时，不便用滑移齿轮变速，则需用离合器变速。应用较不便用滑移齿轮变速，则需用离合器变速。应用较多的有牙嵌式离合器、齿轮式离合器和摩擦片式离多的有牙嵌式离合器、齿轮式离合器和摩擦片式离合器等。牙嵌式或齿轮式离合器变速的特点是：轴合器等。牙嵌式或齿轮式离合器变速的特点是：轴向尺寸小，可传递较大的转矩，传动比较准确，变向尺寸小，可传递较大的转矩，传动比较准确，变速时操纵省力。缺点是：不能在运转中变速，各对速时操纵省力。缺点是：不能在运转中变速，各对齿轮经常处于啮合状态，磨损较大，传动效率低。齿轮经常处于啮合状态，磨损较大，传动效率低。摩擦片式离合器的特点是：可在运转过程中变速，摩擦片式离合器的特点是：可在运转过程中变速，接合平稳，冲击小，便于实现造化，但轴向尺寸较接合平稳，冲击小，便于实现造化，但轴向尺寸较长，结构复杂。长，结构复杂。第15页/共98页变速装置变速装置啮合器变速啮合器变速第16页/共98页变速装置变速装置起停和换向装置起停和换向装置制动装置制动装置安全保护装置安全保护装置二、传动系统的组成二、传动系统的组成第17页/共98页齿轮换向机构齿轮换向机构起停和换向装置起停和换向装置第18页/共98页齿轮齿轮摩擦离合器换向机构摩擦离合器换向机构起停和换向装置起停和换向装置第19页/共98页变速装置变速装置起停和换向装置起停和换向装置制动装置制动装置安全保护装置安全保护装置二、传动系统的组成二、传动系统的组成第20页/共98页制动装置制动装置带式制动器带式制动器外抱式制动器外抱式制动器第21页/共98页制动装置制动装置内胀蹄式制动器内胀蹄式制动器磁粉制动器磁粉制动器第22页/共98页变速装置变速装置起停和换向装置起停和换向装置制动装置制动装置安全保护装置安全保护装置二、传动系统的组成二、传动系统的组成第23页/共98页安全保护装置安全保护装置销钉安全离合器销钉安全离合器钢珠安全离合器钢珠安全离合器第24页/共98页摩擦安全离合器摩擦安全离合器安全保护装置安全保护装置第25页/共98页安全保护装置安全保护装置第26页/共98页第五章第五章 传动系统设计传动系统设计.1.1 传动系统的类型和组成传动系统的类型和组成.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计.3.3 内联传动系统的设计原则内联传动系统的设计原则.4.4 典型传动系统典型传动系统第27页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计二、结构式和结构网二、结构式和结构网三、转速图的拟定三、转速图的拟定四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列七、计算转速的确定七、计算转速的确定.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计第28页/共98页普通车床主传动系统图普通车床主传动系统图一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计第29页/共98页转速图转速图轴线轴线转速线转速线转速点转速点传动线传动线一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计第30页/共98页传动比分配方程传动比分配方程基本组基本组a:通式任意相邻两传动比的比值任意相邻两传动比的比值级比指数或传动特性指数级比指数或传动特性指数该传动组的传动副数该传动组的传动副数一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计第31页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计扩大组扩大组b第32页/共98页扩大组c一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计第33页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计 只要传动比满足传动方程式只要传动比满足传动方程式就能使主轴获得连续（不重复、不间断）的等比数列。就能使主轴获得连续（不重复、不间断）的等比数列。通常称这样的变速系统为常规变速系统。通常称这样的变速系统为常规变速系统。如果由若干传动组串联而成的传动系统，满足基如果由若干传动组串联而成的传动系统，满足基本组、第一扩大组、第二扩大组本组、第一扩大组、第二扩大组的排列次序，即的排列次序，即级比指数级比指数x xi i由小到大排列，这叫做扩大顺序。由小到大排列，这叫做扩大顺序。第34页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计变速组的变速范围变速组的变速范围写成通式写成通式第35页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计二、结构式和结构网二、结构式和结构网三、转速图的拟定三、转速图的拟定四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列七、计算转速的确定七、计算转速的确定.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计第36页/共98页 变速组的传动副数变速组的传动副数pi和级比指数和级比指数xi是它的两个基是它的两个基本参数。按运动的传递顺序将表示每个变速组的两个本参数。按运动的传递顺序将表示每个变速组的两个基本参数写成乘积的形式，变是所谓的基本参数写成乘积的形式，变是所谓的“传动结构式传动结构式”，简称，简称“结构式结构式”或或二、结构式和结构网二、结构式和结构网结构式结构式第37页/共98页二、结构式和结构网二、结构式和结构网 若将基本组、扩大组采取不同的排列次序，对若将基本组、扩大组采取不同的排列次序，对于于12=322 的传动方案，可得如下结构式：的传动方案，可得如下结构式：第38页/共98页二、结构式和结构网二、结构式和结构网x0=1x1=3x2=6r0r2结构网结构网横横线线表表示示转转速速 结构式简单，结构式简单，但不直观，与转速但不直观，与转速图的差别太大。为图的差别太大。为此，若将结构式表此，若将结构式表示的内容用类似转示的内容用类似转速图那样的线图来速图那样的线图来表示，就形成了所表示，就形成了所谓的结构网。谓的结构网。竖线表示主轴竖线表示主轴对称点对称点r112312326第39页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计二、结构式和结构网二、结构式和结构网三、转速图的拟定三、转速图的拟定四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列七、计算转速的确定七、计算转速的确定.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计第40页/共98页例例 设计一台中型车床的主传动系统。已知：主轴最设计一台中型车床的主传动系统。已知：主轴最高转速高转速nmax1400r/min，最低转速，最低转速nmin31.5r/min，主轴级数主轴级数z=12，主轴转速公比，主轴转速公比 1.41，拟定转速图。，拟定转速图。三、转速图的拟定三、转速图的拟定1.1.确定转速数列确定转速数列 在标准数列表（表在标准数列表（表2.12）中，首先找到中，首先找到31.5r/min，然后每隔，然后每隔5个数（因为个数（因为1.41=1.066)取一个值，得出取一个值，得出主轴的转速数列全值为：主轴的转速数列全值为：31.5 45 63 90 125 180250 355 500 710 1000 1400共共1212级。级。第41页/共98页三、转速图的拟定三、转速图的拟定2.2.确定传动组数和传动副数确定传动组数和传动副数对于对于z12可能有的方案是：可能有的方案是：12=43 12=34 12=322 12=232 12=223 、方案表示传动系统由两个变速组方案表示传动系统由两个变速组(有七对传有七对传动副）串联而成，可节省一根轴，但是有一个四联滑动副）串联而成，可节省一根轴，但是有一个四联滑移齿轮，会增加轴向尺寸。如果将四联齿轮变成两个移齿轮，会增加轴向尺寸。如果将四联齿轮变成两个滑移齿轮，则操纵机构必须互锁，以防止两个齿轮同滑移齿轮，则操纵机构必须互锁，以防止两个齿轮同时啮合。因此时啮合。因此、方案一般不宜采用。方案一般不宜采用。第42页/共98页 从电机到主轴，一般均为降速传动，靠近电动机从电机到主轴，一般均为降速传动，靠近电动机轴的传动件转速高，计算转速也高，传递的转矩小，轴的传动件转速高，计算转速也高，传递的转矩小，传动件的尺寸也小。如果将传动副数多的变速组放在传动件的尺寸也小。如果将传动副数多的变速组放在靠近电动机处，可使小尺寸的零件多，不仅节省材料，靠近电动机处，可使小尺寸的零件多，不仅节省材料，还可使变速箱的结构紧凑。因此后三个方案中，以取还可使变速箱的结构紧凑。因此后三个方案中，以取方案方案为好。它表示传动系统由为好。它表示传动系统由3 3个变速组共个变速组共7 7对传对传动副组成。动副组成。三、转速图的拟定三、转速图的拟定2.2.确定传动组数和传动副数确定传动组数和传动副数对于对于z12可能有的方案是：可能有的方案是：12=43 12=34 12=322 12=232 12=223 第43页/共98页三、转速图的拟定三、转速图的拟定3.3.写传动结构式或画结构网写传动结构式或画结构网验算每个变速组的变速范围，验算每个变速组的变速范围，(a)、(b)、(c)、(d)满足要求。在四个方满足要求。在四个方案中选择一个最好的方案。案中选择一个最好的方案。第44页/共98页三、转速图的拟定三、转速图的拟定选择原则：选择中间轴变速范围最小的方案。因为同轴号的最高转速相同，则变速选择原则：选择中间轴变速范围最小的方案。因为同轴号的最高转速相同，则变速范围小的方案最低转速高，可使传动件的尺寸减小，变速箱的结构紧凑。反之，如范围小的方案最低转速高，可使传动件的尺寸减小，变速箱的结构紧凑。反之，如果同轴号的最低转速相同，则变速范围小者最高转速低，可减小振动和噪声，提高果同轴号的最低转速相同，则变速范围小者最高转速低，可减小振动和噪声，提高了变速箱的使用质量，或降低了制造成本。了变速箱的使用质量，或降低了制造成本。第45页/共98页三、转速图的拟定三、转速图的拟定(a)、(b)、(c)、(d)四个方案中四个方案中(a)方案的方案的II II、III III 轴的轴的变速范围最小。故以变速范围最小。故以(a)方案最佳。该方案的特点是方案最佳。该方案的特点是扩大顺序与传动顺序一致。因此，在没有特殊要求的扩大顺序与传动顺序一致。因此，在没有特殊要求的情况下，在安排扩大顺序时应尽量与传动顺序一致。情况下，在安排扩大顺序时应尽量与传动顺序一致。第46页/共98页4.4.选电动机转速选电动机转速n0 普通交流异步电动机在额定功率相同时，其同步普通交流异步电动机在额定功率相同时，其同步转速一般有转速一般有3000r/min（2极）、极）、1500 r/min（4极）、极）、1000r/min（6极）、和极）、和750r/min（8 8极）等几种。在无特殊要极）等几种。在无特殊要求的情况下，应选成本低，容易购买的求的情况下，应选成本低，容易购买的2 2极或极或4 4极电极电动机。尤为重要的是应使所选电动机的同步转速与主动机。尤为重要的是应使所选电动机的同步转速与主轴最高转速相接近。如果轴最高转速相接近。如果n0远低于远低于nmax，则升速多，则升速多，会使变速箱的振动和噪声增加；如果会使变速箱的振动和噪声增加；如果n0远高于远高于nmax，则传动链太长，会使变速箱结构复杂，尺寸庞大，同则传动链太长，会使变速箱结构复杂，尺寸庞大，同时，增加了空载功率。时，增加了空载功率。选电动机转速为选电动机转速为1500 r/min（满载时（满载时1440 r/min）。三、转速图的拟定三、转速图的拟定第47页/共98页5.5.确定中间轴转速确定中间轴转速 由于从电动机到主轴的总趋势是降速传动，如果中间轴的转速定得高一些，由于从电动机到主轴的总趋势是降速传动，如果中间轴的转速定得高一些，会使传动件的尺寸小一些。因此，分配传动比时，按传动顺序，前面变速组的降速会使传动件的尺寸小一些。因此，分配传动比时，按传动顺序，前面变速组的降速要慢些，后面变速组的降速要快些，即所谓的降速要要慢些，后面变速组的降速要快些，即所谓的降速要“前慢后快前慢后快”。但是，如果中。但是，如果中间轴的转速过高，将会引起过大的振动、发热和噪声。间轴的转速过高，将会引起过大的振动、发热和噪声。有时从电动机到主轴是升速传动，在分配变速组的传动比时，也应采用有时从电动机到主轴是升速传动，在分配变速组的传动比时，也应采用“前前慢后快慢后快”的原则。即按传动顺序，在前面的变速组的传动比升得慢一些，后面的变的原则。即按传动顺序，在前面的变速组的传动比升得慢一些，后面的变速组升得快一些。这样可压低中间轴的转速，以降低中间轴传动件的精度等级。对速组升得快一些。这样可压低中间轴的转速，以降低中间轴传动件的精度等级。对于中间轴转速不是太高时，基于减小传动件尺寸的要求，则升速宜采用于中间轴转速不是太高时，基于减小传动件尺寸的要求，则升速宜采用“前快后慢前快后慢”的原则来分配传动组的传动比。的原则来分配传动组的传动比。三、转速图的拟定三、转速图的拟定第48页/共98页 在电机轴（在电机轴（0 0轴）相应位置画一轴）相应位置画一圆点并注明圆点并注明1440r/min。三、转速图的拟定三、转速图的拟定 对于对于12=32212=322共有三个共有三个传动组，变速系统共需传动组，变速系统共需4 4根轴，根轴，加上电动机轴共加上电动机轴共5 5根根,故需画故需画5 5条条间距相等的竖线表示轴；间距相等的竖线表示轴；主轴有主轴有1212级转速，需画级转速，需画1212条水条水平线表示转速的对数坐标值，在平线表示转速的对数坐标值，在IV IV 轴（主轴）与水平线交点上画轴（主轴）与水平线交点上画1212个个圆点表示主轴的圆点表示主轴的1212级转速，并注明级转速，并注明转速值转速值;0abc1400100071050035525018012590634531.5(r/min)电动机轴1440(r/min)第49页/共98页三、转速图的拟定三、转速图的拟定定中间各级转速时，可以从电动定中间各级转速时，可以从电动机（机（0 0轴）开始往后推，也可以从轴）开始往后推，也可以从IV IV 轴（主轴）开始往后推。通常轴（主轴）开始往后推。通常以往前推比较方便，即首先确定以往前推比较方便，即首先确定III III 轴的转速轴的转速(首先分配第二扩大组首先分配第二扩大组c c的传动比）。的传动比）。0abc1400100071050035525018012590634531.5(r/min)电动机轴1440(r/min)第50页/共98页由于传动组由于传动组c c的变速范围的变速范围两对传动副的传动比是两对传动副的传动比是确定确定III III 轴的轴的6 6级转速级转速125r/min、180r/min、250r/min、355r/min、500r/min、710r/min。三、转速图的拟定三、转速图的拟定III III 轴的最低转速是轴的最低转速是125r/min。两对传动线为图中的。两对传动线为图中的hj和和hk。0abc电动机轴1440(r/min)hkj1400100071050035525018012590634531.5(r/min)第51页/共98页传动组传动组b是第一扩大组，级比指数是第一扩大组，级比指数x1=3。II II 轴的最低转速可以是轴的最低转速可以是为避免升速，同时不使最小传动比为避免升速，同时不使最小传动比太小，并满足降速符合递减原则，太小，并满足降速符合递减原则，因此取因此取0abc电动机轴1440(r/min)hkj1400100071050035525018012590634531.5(r/min)三、转速图的拟定三、转速图的拟定fg第52页/共98页基本组级比指数基本组级比指数x0=1=1，根据升，根据升2 2降降4 4原则，原则，则则I I轴转速可以是：轴转速可以是：基于同样理由，确定基于同样理由，确定I I 轴的转速为轴的转速为710r/min。三对传动副的传动线为。三对传动副的传动线为mf、me、md。三、转速图的拟定三、转速图的拟定0abchkj1400100071050035525018012590634531.5(r/min)fg电动机轴1440(r/min)dem第53页/共98页电动机轴（电动机轴（0 0轴）轴）与与I I轴之间可采用轴之间可采用带传动，传动比带传动，传动比最后在最后在II-III 轴间，轴间，过过II轴转速点轴转速点e、d分别画分别画fh和和fg的平的平行线。同样，在行线。同样，在III-IV 轴间，过轴间，过III轴转轴转速点画速点画hj和和hk的平的平行线。行线。三、转速图的拟定三、转速图的拟定0abchkj1400100071050035525018012590634531.5(r/min)fg电动机轴1440(r/min)dem12=312326方案一方案一第54页/共98页若将若将I I 轴和轴和II II 轴的转速都轴的转速都降低一个公比降低一个公比 。这样该。这样该转速图转速图I I、II II、IIIIII轴的最高轴的最高转速和为：转速和为：5005007101710r/min，比前，比前面方案面方案 的的2130r/min降低降低了约了约2020，有利于降低，有利于降低噪声和减少发热。缺点是噪声和减少发热。缺点是由于由于I I、II II轴的转速降低了轴的转速降低了一个公比，一个公比，I I、II II轴的直轴的直径和径和a、b两组齿轮的模两组齿轮的模数都要增大，同时被动带数都要增大，同时被动带轮的直径也要增大。轮的直径也要增大。三、转速图的拟定三、转速图的拟定0abcj1400100071050035525018012590634531.5(r/min)电动机轴1440(r/min)12=312326方案二方案二第55页/共98页 皮带副的定传动皮带副的定传动比不变，只重新分配比不变，只重新分配了变速组了变速组a的传动比，的传动比，虽然避免了被动带轮虽然避免了被动带轮直径的加大，并使直径的加大，并使II II的的最高转速比方案一低，最高转速比方案一低，但但I I轴的转速仍比方案轴的转速仍比方案二高，使变速组二高，使变速组a的被的被动齿轮增大。动齿轮增大。0abcj1400100071050035525018012590634531.5(r/min)电动机轴1440(r/min)12=312326方案三方案三三、转速图的拟定三、转速图的拟定第56页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计二、结构式和结构网二、结构式和结构网三、转速图的拟定三、转速图的拟定四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列七、计算转速的确定七、计算转速的确定.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计第57页/共98页在原有的传动链之后再串联一个变速组是扩大变速范围的最简便的办法。但由于极在原有的传动链之后再串联一个变速组是扩大变速范围的最简便的办法。但由于极限传动比的限制，串联变速组的级比指数限传动比的限制，串联变速组的级比指数xi要特殊处理。如要特殊处理。如 1.26，如果发要求，如果发要求Rn50，由于，由于31 3329的变速范围的变速范围Rn=50,不能满足要求。这时可在后面串联一个传不能满足要求。这时可在后面串联一个传动副为动副为2 2的变速组，即的变速组，即313329218 这是正常传动的情况。但因最后一个变速组的这是正常传动的情况。但因最后一个变速组的r=18=648,故只有将故只有将x3=18改为改为x3=9（1.2698）才行，于是变成才行，于是变成31332929。这时，主轴转速重合了这时，主轴转速重合了9级，主轴的实际转速级，主轴的实际转速z=3322-9=27级。但主轴的变速范级。但主轴的变速范围围Rn=1.2626=400。设计转速重合传动系统的方法是减小扩大组的级比指数设计转速重合传动系统的方法是减小扩大组的级比指数xi。转速重合的方法还可用于主轴转速级数不便于分解因子等情况。如主轴转速级数为转速重合的方法还可用于主轴转速级数不便于分解因子等情况。如主轴转速级数为17、19、23、27等。等。1.1.转速重合转速重合四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法第58页/共98页2.2.背轮机构背轮机构四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法第59页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计二、结构式和结构网二、结构式和结构网三、转速图的拟定三、转速图的拟定四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列七、计算转速的确定七、计算转速的确定.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计第60页/共98页（1 1）应满足转速图上传动比的要求。）应满足转速图上传动比的要求。（2 2）齿数和）齿数和SZ不宜过大。不宜过大。（3 3）齿轮和）齿轮和SZ不宜过小。不宜过小。（4 4）三联滑齿轮顺利通过）三联滑齿轮顺利通过1.1.确定齿轮齿数要注意的问题确定齿轮齿数要注意的问题五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定第61页/共98页2.2.齿轮齿数的确定齿轮齿数的确定（1 1）变速组内模数相同的情况）变速组内模数相同的情况对于外联传动链，如果传动比对于外联传动链，如果传动比i采用标准公比采用标准公比 的整数的整数次方时，可用查表法来确定齿数和次方时，可用查表法来确定齿数和SZ及小齿轮齿数。及小齿轮齿数。例例查传动比为查传动比为2 2、1.411.41和和1 1的三行。的三行。五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定第62页/共98页从上面三行中可挑出从上面三行中可挑出SZ60和和72是共同适用的，再根是共同适用的，再根据前述应注意的问题，取据前述应注意的问题，取SZ72，则从表中查出各对，则从表中查出各对齿轮副中小齿轮的齿数，分别为齿轮副中小齿轮的齿数，分别为24、30和和36。即。即故满足要求五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定第63页/共98页对于传动比要求准确的传动链（如内联传动链），可对于传动比要求准确的传动链（如内联传动链），可通过计算法确定各变速组内齿轮副的齿数。当各对齿通过计算法确定各变速组内齿轮副的齿数。当各对齿轮副的模数相同，且不变位，则各对齿轮副的齿数和轮副的模数相同，且不变位，则各对齿轮副的齿数和必然相等。必然相等。首先，根据前述应注意的问题来确定齿数和首先，根据前述应注意的问题来确定齿数和 S SZ Z,或先或先试定最小齿轮的齿数试定最小齿轮的齿数Z Zminmin，再根据传动比算出齿数和，再根据传动比算出齿数和，最后按其余齿轮副的传动比分配其余齿轮副的齿数。最后按其余齿轮副的传动比分配其余齿轮副的齿数。如果所得齿数的传动比误差不能满足要求，则应重新如果所得齿数的传动比误差不能满足要求，则应重新调整齿数和，再由传动比分配齿数。调整齿数和，再由传动比分配齿数。五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定第64页/共98页五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定(2)(2)变速组内模数不同的情况变速组内模数不同的情况 设变速组内有两对齿轮副设变速组内有两对齿轮副Z1/Z1和和Z2/Z2，齿数和，齿数和分别为分别为SZ1和和SZ2，模数分别为模数分别为m1和和m2Z1Z2m1(Z1+Z1)=m2(Z2+Z2)m1SZ1=m2SZ2设设 SZ1/m2=SZ2/m1=E(正整数）正整数）SZ1=m2ESZ2=m1E再根据传动比分配齿数再根据传动比分配齿数第65页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计二、结构式和结构网二、结构式和结构网三、转速图的拟定三、转速图的拟定四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列七、计算转速的确定七、计算转速的确定.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计第66页/共98页 变速组中的滑移齿轮一般布置变速组中的滑移齿轮一般布置在主动轴上，因它在主动轴上，因它 转速一般比从转速一般比从动轴的转速高，则其上的滑移齿轮动轴的转速高，则其上的滑移齿轮的尺寸小，重量轻，操纵省力，但的尺寸小，重量轻，操纵省力，但有时基于结构上的原因，须将滑移有时基于结构上的原因，须将滑移齿轮放在从动轴上。有时为了变速齿轮放在从动轴上。有时为了变速操纵方便，将两个相邻变速组的滑操纵方便，将两个相邻变速组的滑移齿轮放在同一根轴上。移齿轮放在同一根轴上。为避免同一滑移齿轮变速组内的两对齿轮同时啮为避免同一滑移齿轮变速组内的两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距，应大于滑移齿轮的宽度，合，两个固定齿轮的间距，应大于滑移齿轮的宽度，一般留有一般留有12毫米的间隙量。毫米的间隙量。六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列1.1.滑移齿轮的轴向布置滑移齿轮的轴向布置第67页/共98页 在轴上排列齿轮时，在轴上排列齿轮时，通常有窄式和宽式两种排通常有窄式和宽式两种排列方式。列方式。窄式排列滑移齿轮窄式排列滑移齿轮所占用的轴向长度较小。所占用的轴向长度较小。宽式排列滑移齿轮宽式排列滑移齿轮占用的轴向长度较大。占用的轴向长度较大。一般应尽量采用窄式排列，以尽量缩短轴向尺寸。一般应尽量采用窄式排列，以尽量缩短轴向尺寸。2.2.一个变速组内齿轮轴向位置的排列一个变速组内齿轮轴向位置的排列六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列第68页/共98页 三联滑移齿轮中相邻两三联滑移齿轮中相邻两齿轮的齿数差应大于齿轮的齿数差应大于4 4，才能，才能使滑移齿轮在越过固定齿轮使滑移齿轮在越过固定齿轮时避免齿顶相碰。时避免齿顶相碰。若相邻齿数小于若相邻齿数小于4 4，除了，除了增加齿数和或采用变位齿轮增加齿数和或采用变位齿轮预以解决外，还可让滑移齿预以解决外，还可让滑移齿轮中的最小齿轮越过固定的轮中的最小齿轮越过固定的小齿轮，即最大齿轮与最小小齿轮，即最大齿轮与最小齿轮的齿数差大于齿轮的齿数差大于4 4，而其他，而其他两个齿轮的齿数差可小于两个齿轮的齿数差可小于4 4，但这种排列方法的轴向尺寸但这种排列方法的轴向尺寸较大。较大。六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列第69页/共98页并行排列并行排列并行排列并行排列交错排列交错排列交错排列交错排列单公用齿轮单公用齿轮双公用齿轮双公用齿轮3.3.两个变速组内齿轮轴向位置的排列两个变速组内齿轮轴向位置的排列六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列第70页/共98页一、有级变速传动系统的运动设计一、有级变速传动系统的运动设计二、结构式和结构网二、结构式和结构网三、转速图的拟定三、转速图的拟定四、扩大变速系统调速范围的办法四、扩大变速系统调速范围的办法五、齿轮齿数的确定五、齿轮齿数的确定六、齿轮的布置与排列六、齿轮的布置与排列七、计算转速的确定七、计算转速的确定.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计第71页/共98页 机床主轴从机床主轴从nmax到到nj，传递，传递了全部功率，称为了全部功率，称为恒功率区恒功率区I I。在在I区间，转矩随转速的降低而区间，转矩随转速的降低而增大。从增大。从nj到到nmin，转矩保持不，转矩保持不变，而功率却随转速的降低而变，而功率却随转速的降低而变小，称该区为变小，称该区为恒转矩区恒转矩区II II。1.1.机床的功率和转矩特性机床的功率和转矩特性七、计算转速的确定七、计算转速的确定 nj是是传递全功率的最低转速传递全功率的最低转速，该转速的功率达最大，该转速的功率达最大而转矩也最大，称而转矩也最大，称nj为机床主轴的为机床主轴的计算转速计算转速。2.2.机床主轴的计算转速机床主轴的计算转速机床主轴的计算转速值因机床不同而异。机床主轴的计算转速值因机床不同而异。第72页/共98页七、计算转速的确定七、计算转速的确定3.3.传动件的计算转速传动件的计算转速 主轴从计算转速主轴从计算转速nj到最高转速之间的全部转速都到最高转速之间的全部转速都传递全部功率。因此，使主轴获得上述转速的传动件传递全部功率。因此，使主轴获得上述转速的传动件的转速也应该传递全部功率。的转速也应该传递全部功率。这些转速中的最低转速，这些转速中的最低转速，就是传动件的计算转速就是传动件的计算转速。主轴的计算转速确定后，就可从转速图上确定各主轴的计算转速确定后，就可从转速图上确定各传动件的计算转速。确定的方法，一般是先确定主轴传动件的计算转速。确定的方法，一般是先确定主轴前一轴上传动件的计算转速。再顺序往前推，逐步确前一轴上传动件的计算转速。再顺序往前推，逐步确定其余传动轴和传动件的计算转速。在确定传动件计定其余传动轴和传动件的计算转速。在确定传动件计算转速的操作中，可以先找出该传动件有几级转速，算转速的操作中，可以先找出该传动件有几级转速，再找出哪几级转速传递了全功率，最后找出传递全功再找出哪几级转速传递了全功率，最后找出传递全功率的最低转速就是该传动件的计算转速。率的最低转速就是该传动件的计算转速。第73页/共98页例例1400100071050035525018012590634531.5(r/min)0abc电动机轴1440(r/min)七、计算转速的确定七、计算转速的确定第74页/共98页第五章第五章 传动系统设计传动系统设计.1.1 传动系统的类型和组成传动系统的类型和组成.2.2 传动系统的运动设计传动系统的运动设计.3.3 内联传动系统的设计原则内联传动系统的设计原则.4.4 典型传动系统典型传动系统第75页/共98页.3.3 内联传动系统的设计原内联传动系统的设计原则则一、误差的来源一、误差的来源二、误差的传递规律二、误差的传递规律三、提高传动精度的措施和内联三、提高传动精度的措施和内联 传动系统的设计原则传动系统的设计原则第76页/共98页一、误差的来源一、误差的来源两个执行件之间的传两个执行件之间的传动链称为动链称为内联传动链内联传动链1.1.内联传动链的概念内联传动链的概念第77页/共98页齿轮副齿轮副 齿距累积误差、斜齿圆柱齿轮的轴向窜齿距累积误差、斜齿圆柱齿轮的轴向窜动、齿轮装配引起的齿圈的附加径向跳动和轴向动、齿轮装配引起的齿圈的附加径向跳动和轴向窜动。窜动。丝杠螺母副丝杠螺母副 丝杠的螺距误差、螺距累积误差、轴丝杠的螺距误差、螺距累积误差、轴向窜动、梯形螺纹的径向跳动。向窜动、梯形螺纹的径向跳动。蜗杆蜗轮传动副蜗杆蜗轮传动副 蜗杆的误差分析与丝杠相同，而蜗杆的误差分析与丝杠相同，而蜗轮的误差计算与斜齿圆柱齿轮相同。蜗轮的误差计算与斜齿圆柱齿轮相同。2.2.误差的来源误差的来源一、误差的来源一、误差的来源第78页/共98页.3.3 内联传动系统的设计原内联传动系统的设计原则则一、误差的来源一、误差的来源二、误差的传递规律二、误差的传递规律三、提高传动精度的措施和内联三、提高传动精度的措施和内联 传动系统的设计原则传动系统的设计原则第79页/共98页二、误差的传递规律二、误差的传递规律第80页/共98页.3.3 内联传动系统的设计原内联传动系统的设计原则则一、误差的来源一、误差的来源二、误差的传递规律二、误差的传递规律三、提高传动精度